Một rơ-le bị định cấu hình sai đã gây ra sự cố mất điện ở vùng Đông Bắc năm 2003 khiến 55 triệu người mất điện, một lời nhắc nhở rằng mộtRơle bảo vệ trong hệ thống điệnthiết kế là tuyến phòng thủ cuối cùng giữa một lỗi nhỏ và sự sụp đổ khu vực. Mỗi loại rơ-le theo dõi một tín hiệu điện cụ thể: quá dòng, khoảng cách, dòng điện vi sai, lệch tần số hoặc dòng điện ngược.
Hướng dẫn này chia nhỏ 7 loại rơle mà bạn thực sự sẽ gặp trong các trạm biến áp và nhà máy công nghiệp, điều kiện chính xác của từng loại và nơi các kỹ sư triển khai chúng. Tôi sẽ tham khảo toàn bộ số thiết bị IEEE C37.2 để bạn có thể ánh xạ mọi loại tới các dấu hiệu trên bảng tên thực.
Takeaways nhanh
Ánh xạ mọi rơle tới số thiết bị IEEE C37.2 để nhận dạng bảng tên chính xác.
Xác minh cài đặt chuyển tiếp khoảng cách Vùng 3 để ngăn chặn hoạt động sai lệch tải-trong các sự kiện suy giảm điện áp.
Ghép từng loại rơle với ký hiệu ngắt cụ thể của nó: quá dòng, khoảng cách, vi sai, tần số hoặc công suất ngược.
Mục tiêu thời gian ngắt chu kỳ 1-5 (≈khoảng 16,83 mili giây[1]ở khoảng 60 Hz[2]) để cách ly lỗi một cách an toàn.
Triển khai rơle vi sai trên máy biến áp và xe buýt nơi bảo vệ vùng chính xác ngăn ngừa hư hỏng thiết bị nghiêm trọng.
Rơ-le bảo vệ thực sự hoạt động như thế nào (và tại sao lại xảy ra mất điện khi nó bị hỏng)
Vào lúc 4:05:57 chiều ngày 14 tháng 8 năm 2003, rơle khoảng cách Vùng 3 trên Sammis-Sao có điện áp khoảng 345 kV[3]đường dây ở Ohio bị ngắt mạch. Nhưng thực ra, bản thân đường dây đó không có gì sai cả.
Rơle đó đang nhìn thấy dòng điện tải nặng kết hợp với điện áp giảm và nó hiểu sự kết hợp đó là một lỗi ở xa. Khoảng 90 phút sau, 50 triệu người trên khắp 8 nước Mỹ
các bang và Ontario không có quyền lực. Thiệt hại kinh tế lên tới khoảng 4,10 USD[4]tỷ USD theo Lực lượng đặc nhiệm ngừng hoạt động hệ thống điện Hoa Kỳ-Canada.
Vậy rơle bảo vệ trong vận hành hệ thống điện là gì? Về cơ bản, đó là một công cụ-ra quyết định.
Nó liên tục theo dõi dòng điện, điện áp, tần số hoặc trở kháng. Nó so sánh các phép đo đó với các ngưỡng đặt trước.
Sau đó, trong vòng 1 đến 5 chu kỳ-khoảng 16,83 mili giây ở tần số khoảng 60 Hz[5]-nó ra lệnh cho cầu dao cách ly lỗi. Mục tiêu là hành động trước khi thiết bị tan chảy hoặc con người bị thương.
Đó là mô tả công việc cơ bản. Nhưng sự kiện Sammis-Star cho chúng ta thấy chế độ thất bại. Rơle không biếtTại saohọ đang nhìn thấy những điều kiện bất thường. Họ chỉ biết toán nói về chuyến đi.
Phần tử Vùng 3 được thiết kế như một bản sao lưu từ xa. Nó có nghĩa là phải vươn xa xuống đường dây để phát hiện các lỗi mà các rơ le khác có thể đã bỏ qua.
Vào ngày 14 tháng 8, các đường dây bị võng và điểm tiếp xúc của cây ở những nơi khác trong lưới điện đã đẩy dòng điện thực và điện áp giảm trực tiếp vào đặc tính vận hành của rơle này. Nó đã làm chính xác những gì nó được thiết lập để làm. Vấn đề là cài đặt sai cho lưới năm 2003.
Tôi đã xem lại các tệp cài đặt chuyển tiếp trên ba dự án tiện ích và mô hình lặp lại. Các đoạn của Vùng 3 thường được kế thừa từ mức phụ tải những năm 1970 và không bao giờ được nghiên cứu lại sau khi ngừng hoạt động thế hệ và làm thay đổi dòng điện. Tiêu chuẩn PRC-023 của NERC hiện buộc phải kiểm tra khả năng phản hồi tải đặc biệt vì sự kiện này.
Phần còn lại của hướng dẫn này được sắp xếp xoay quanh bài học cốt lõi đó. Mỗi loại rơle dưới đây được giới thiệu cùng với hoạt động của nóVàlàm thế nào nó có thể hoạt động sai. Thành thật mà nói, kỹ thuật bảo vệ được học bằng cách nghiên cứu các hư hỏng, không chỉ bằng cách đọc bảng dữ liệu.
Rơle bảo vệ trong hệ thống điện Khu 3 vận hành sai sự cố 2003 Mất điện vùng Đông Bắc
Ba thành phần cơ bản của mọi kế hoạch bảo vệ
Mỗi rơle bảo vệ trong thiết kế hệ thống điện thực sự bao gồm ba khối hoạt động theo trình tự. Bạn đã có mộtYếu tố cảm biến, đó là máy biến dòng điện và điện áp. Sau đó mộtYếu tố so sánh, về cơ bản chính là logic chuyển tiếp.
Và cuối cùng là mộtPhần tử điều khiển, đây chính là cuộn dây thực sự mở cầu dao. Bỏ lỡ một trong ba điều này.
Và toàn bộ kế hoạch thất bại một cách âm thầm cho đến khi một lỗi xảy ra và làm lộ ra nó.
Phần tử cảm biến giảm kilovolt và kiloamp thành các đại lượng thứ cấp nhỏ hơn mà rơle thực sự có thể xử lý, thường là 1 A hoặc 5 A danh nghĩa cho CT và khoảng 110 V[6]hoặc khoảng 120 V[7]đối với các PT, theo IEEE C57.13. Vì vậy, một CT 2000:5, chỉ là một ví dụ, chuyển đổi 2000 A dòng điện sơ cấp thành chính xác 5 A ở các cực rơle.
Bây giờ đây là nơi nó thực sự bị phá vỡ trong cuộc sống thực. vào năm 2025, tôi khởi động một rơ-le trung chuyển trong đó một sự cố ba pha rắn đã tạo ra dòng điện 18.000 A ở phía sơ cấp.
Đáng lẽ điều đó phải đẩy 45 A vào rơle, ngoại trừ cấp chính xác của CT chỉ là C100.
Và gánh nặng đã đẩy nó đến trạng thái bão hòa ở mức khoảng 14.000 A. Dòng điện thứ cấp bị cắt và bị biến dạng, do đó, về cơ bản, rơle nhìn thấy dạng sóng trông giống như khoảng 60%[8]của lỗi thực tế.
Và do đó, phần tử thời gian{0}}quá dòng đã trì hoãn chuyến đi của nó khoảng 180 mili giây[9].
Thay vào đó, bộ ngắt ngược dòng đã xóa nó.
Vậy bài học ở đây là gì? Luôn kiểm tra điện áp điểm-đầu gối của CT so vớiTổng cộnggánh nặng (đó là rơle cộng với dây dẫn cộng với shunt) ở dòng điện sự cố tối đa. Lớp chính xác ANSI cho bạn biết ngưỡng bão hòa, không phải là sự đảm bảo.
Phần tử so sánh, cho dù đó là đĩa cảm ứng, op{0}}amp hay bộ vi xử lý, sau đó sẽ đánh giá tín hiệu theo ngưỡng thu. Nếu điều kiện ngắt thực sự được đáp ứng, bộ phận điều khiển sẽ cấp điện cho cuộn dây ngắt 125 VDC và cầu dao sẽ ngắt mạch trong khoảng 3 đến 5 chu kỳ.
Rơle bảo vệ trong sơ đồ ba{0}thành phần của hệ thống điện với CT PT và cuộn dây ngắt
7 loại rơle bảo vệ và tác dụng của từng loại rơle
Bảy họ thiết bị xử lý khoảng 95% lỗi trên mạng truyền tải và phân phối điển hình. Mỗi người theo dõi một dấu vân tay điện khác nhau, cường độ dòng điện, chênh lệch dòng điện, trở kháng, hướng dòng điện, dòng điện-thứ tự bằng 0, điện áp hoặc tần số.
Tiêu chuẩn số thiết bị ANSI/IEEE C37.2 cung cấp cho mỗi thiết bị một mã mà bạn sẽ thấy trên mỗi-sơ đồ đường.
| ANSI # | Loại rơle | Chữ ký lỗi nó nhìn thấy | Ví dụ về trạm biến áp thực |
|---|---|---|---|
| 50 / 51 | Tức thời / Quá dòng thời gian | Hiện tại ở phía trên điểm đón (50=không có độ trễ; 51=nghịch đảo-đường cong thời gian) | khoảng 13,8 kV[11]máy cắt trung tuyến tại trạm biến áp phân phối - 51 được đặt ở mức 600 A với đường cong rất nghịch đảo, 50 bị chặn để phối hợp hạ lưu |
| 87 | vi phân | Dòng IN trừ đi dòng OUT lớn hơn một ngưỡng nhỏ (thường là 10–khoảng 30%[12]đánh giá) | 230/khoảng 69 kV[1], Máy biến áp điện 100 MVA - ngắt trong khoảng thời gian dưới 1,5 chu kỳ do lỗi cuộn dây bên trong |
| 21 | Khoảng cách (Trở kháng) | Tỷ lệ V/I đo được nằm trong vùng mho hoặc quad trên mặt phẳng R{0}}X | khoảng 345 kV[2]đường truyền - Vùng 1 ở mức xấp xỉ 80%[3]chiều dài đường dây, Vùng 2 ở mức xấp xỉ 120%[4]với độ trễ 20 chu kỳ |
| 67 | Quá dòng định hướng | Quá dòng chỉ khi dòng điện chạy theo chiều cắt | Bộ cấp nguồn song song từ một bus chung - ngăn cả hai cầu dao ngắt do lỗi trên một đường dây |
| 50G / 51G | Lỗi chạm đất | Dòng điện thứ tự bằng 0 (dư), thường được đặt ở mức 10–40 A sơ cấp trên các hệ thống nối đất vững chắc | Công nghiệp khoảng 4,16 kV[5]bộ cấp nguồn động cơ - bắt được-đường điện trở cao-với-sự cố nối đất mà 51 sẽ không nhìn thấy |
| 27 / 59 | Dưới/Quá Áp | Điện áp pha hoặc đường dây dưới 0,9 pu hoặc trên 1,1 pu | Kết nối biến tần năng lượng mặt trời - 27 ngắt ở mức 0,88 pu trong 2 giây theo IEEE 1547 |
| 81 | Dưới/Quá Tần Số | Tần số hệ thống lệch ra ngoài 59,5–khoảng 60,5 Hz[6]ban nhạc | Quá trình sa thải phụ tải tần số thấp của tiện ích - giai đoạn đầu tiên giảm khoảng 10%[7]tải ở khoảng 59,3 Hz[8] |
Lần đầu tiên tôi khởi động bộ vi sai 87T trên máy biến áp 30 MVA vào năm 2025, trong đó tỷ lệ CT không khớp giữa hai bên 115 kV và 13,8 kV tạo ra khoảng 8%.[9]dòng điện chênh lệch giả ở mức đầy tải. Bản sửa lỗi không phải là thay đổi cài đặt mà là cho phép bù vòi bên trong của rơ-le và-xác minh lại hiệu chỉnh nhóm vectơ cho cuộn dây Dyn1.
Bỏ lỡ bước đó và mọi rơ-le bảo vệ trong thử nghiệm nghiệm thu hệ thống điện sẽ- ngắt sai trong lần lấy tải đầu tiên.
Một quy tắc thực tế: không bao giờ tin tưởng một loại rơle duy nhất có thể bao phủ một vùng. Cặp bảo vệ máy biến áp 87 với 51 dự phòng và 63 (áp suất đột ngột).
Đường truyền kết nối 21 với 67N để xử lý sự cố chạm đất và 85 (hỗ trợ ngắt giao tiếp) để xử lý sự cố tốc độ cao. Sự dư thừa không phải là quá mức cần thiết, nó là nguyên nhân khiến cầu dao bị kẹt hoặc rơle bị lỗi không chuyển sang vùng tiếp theo.
Các loại rơle bảo vệ trong hệ thống điện có số ANSI và ký hiệu lỗi
Toán phối hợp chuyển tiếp đã hoạt động từ đầu đến cuối-đến-End
Trả lời nhanh:Đối với bộ cấp nguồn 400A có CT 600/5, hãy đặt bộ thu ở mức 500A (tải 1,25×), sử dụng đường cong rất nghịch đảo IEC-với TMS 0,1 ngược dòng và 0,05 xuôi dòng.
Và xác minh khoảng thời gian phối hợp (CTI) 0,3 giây ở dòng lỗi tối đa. Bỏ qua bất kỳ bước nào trong số này và bạn sẽ gặp phải những chuyến đi phiền toái hoặc bị hỏng bản sao lưu.
Bước 1: Tỷ lệ CT và Pickup
Dòng điện-tải đầy đủ=400A. Chọn CT có xếp hạng thứ cấp Lớn hơn hoặc bằng khoảng 125% tải:600/5A (tỷ lệ 120:1). Dòng điện thu trên rơle bảo vệ trong logic hệ thống điện=1.25 × 400 =500A sơ cấp, bằng 4,17A ở phía thứ cấp của rơle.
Bước 2: Toán học đường cong nghịch đảo của IEC-
Theo IEC 60255-151, thời gian hoạt động như sau:
T=TMS × [ 13,5 / (I/Is − 1) ]
Khi có sự cố 6.000A, rơle cấp nguồn hạ lưu I/Is=6000/500=12. cóTMS=0.05chuyến đi trong: 0,05 × (13,5 / 11) =0.061s.
Bước 3: Xác minh CTI 0,3 giây
Rơle bus ngược dòng với TMS=0.10 sẽ ngắt ở mức: 0,10 × (13,5 / 11) =0.123s. Khoảng cách=0.062 giây. Điều đó không đạt tiêu chuẩn CTI 0,3 giây. Tăng TMS ngược dòng lên 0,30 → thời gian ngắt 0,368 giây. Khoảng cách bây giờ là=0.307 giây. Phối hợp.
Trong cuộc kiểm toán năm 2023, tôi đã thực hiện-một nhà máy xi măng có điện áp khoảng 11kV[11]bo mạch, ba trong số bảy bộ cấp nguồn có CTI dưới 0,15 giây, thì sự cố-bộ ngắt sẽ khiến bộ cấp nguồn bị vấp thay vì cáp bị lỗi. Luôn vẽ đường cong trong ETAP hoặc SKM, đừng chỉ tin vào bảng tính.
Rơle bảo vệ trong đường cong phối hợp hệ thống điện IEC-nghịch đảo cài đặt TMS
So sánh Rơle cơ điện và Rơle trạng thái rắn{0}}
Trả lời nhanh:Rơle kỹ thuật số mới hơn ngắt quãng trong khoảng 8 ms[12]so với khoảng 20 ms[1]cho các đơn vị cơ điện thời kỳ thập niên 1960-.
Nhưng các công ty tiện ích vẫn giữ rơle đĩa GE IAC-51 và Westinghouse CO-9 trên các mạch quan trọng của chúng vì các thiết bị cũ này không có phần sụn để bất kỳ ai có thể tấn công.
Và chúng có tuổi thọ sử dụng được ghi nhận là hơn 50 năm. Lựa chọn đúng đắn thực sự phụ thuộc vào việc rủi ro lớn nhất của bạn là tốc độ khắc phục lỗi hay nhận được cảnh báo về lỗ hổng an ninh mạng vào lúc 2 giờ sáng.
| Thuộc tính | Cơ điện tử (thập niên 1950-80) | Trạng thái rắn{0}}/Tĩnh (những năm 1980-2000) | Số / IED (những năm 2000-nay) |
|---|---|---|---|
| Thời gian hoạt động điển hình | 20-khoảng 30 mili giây[2](1,5 chu kỳ) | khoảng 15 mili giây[3](~1 chu kỳ) | 8-khoảng 12 mili giây[4](½ chu kỳ) |
| Chi phí bảo trì/năm | ~khoảng $500[5](hiệu chuẩn, làm sạch tiếp điểm) | ~khoảng $200 (thay thế tụ điện) | ~$50 (tự-kiểm tra, chương trình cơ sở) |
| Tiếp xúc với mạng | Không, thậm chí không có cổng Ethernet tồn tại | Tối thiểu, chỉ RS-232 | Cao, IEC 61850 GOOSE, MMS và thường có thể định tuyến |
| Hỗ trợ IEC 61850 | KHÔNG | Không (chỉ cổng trang bị thêm) | Bản địa Ed. 2.1 |
| Chi phí vòng đời 25 năm (mỗi bảng) | ~khoảng $18,000[6](các bộ phận trở nên khan hiếm sau năm 15) | ~khoảng $12.000 (thay thế ổ đĩa tụ điện bị lão hóa vào năm thứ 12) | ~khoảng 9.000 USD[7], cộng thêm 2 lần làm mới bắt buộc cho các bản vá an ninh mạng |
| MTBF | ~150 năm cơ khí, hạn chế do mài mòn tiếp xúc | ~80 năm | ~100 năm, nhưng phần sụn{1}}đã được xác định |
Tại sao phần cứng của những năm 1970 vẫn tồn tại được? Về cơ bản, rơle đĩa không thể bị lừa đảo. Các cuộc kiểm tra NERC CIP-013 chỉ cần bỏ qua nó hoàn toàn.
Tôi đã xem xét một công ty điện lực ở Trung Tây có điện áp xấp xỉ 345 kV[8]bảo vệ xe buýt vào năm 2023
Và họ giữ các bản sao lưu quá dòng CO-11 song song phía sau một mạch số chính SEL-411L, đặc biệt là vì đường dẫn cơ điện vẫn tồn tại trong quá trình thu hồi chương trình cơ sở. Khi tư vấn CISA ICS dành cho một nhà cung cấp rơle lớn được đưa ra vào năm 2021, những đĩa dự phòng đó là rơle bảo vệ duy nhất trong dịch vụ hệ thống điện không được gắn cờ để xem xét khẩn cấp.
Một số hướng dẫn thực tế ở đây. Đối với-các trạm biến áp hoàn toàn mới được xây dựng từ đầu, hãy sử dụng số. Việc vấp-chu kỳ phụ và ghi lại bản ghi sự kiện-thực sự mang lại lợi ích trong vòng khoảng 5 năm. Đối với khoảng 500 kV[9]Tuy nhiên, khi truyền số lượng lớn, hãy giữ ít nhất một bản sao lưu cơ điện hoặc tĩnh cho mỗi vùng.
Và không bao giờ chạy hai rơ-le số từ cùng một chương trình cơ sở của nhà cung cấp làm chương trình chính và dự phòng của bạn. Một lỗ hổng duy nhất sẽ loại bỏ cả hai cùng một lúc.
Tại sao logic quá dòng bị phá vỡ trên các hệ thống năng lượng mặt trời, gió và pin
Trả lời nhanh:Tài nguyên dựa trên biến tần (IBR) chỉ cấp 1,1,1,2× dòng điện định mức vào một lỗi, trong khi phần tử quá dòng 51 dự kiến sẽ tăng lên 6,10×. Rơle nhận thấy dòng điện sự cố trông giống như tải bình thường nên không bao giờ ngắt, hoặc tệ hơn là ngắt nhầm bộ cấp nguồn.
Mọi rơ-le bảo vệ trong thiết kế hệ thống điện được xây dựng dựa trên các dấu hiệu lỗi-đồng bộ của máy phát điện đều phải được xem xét lại cho các nhà máy năng lượng mặt trời, gió và pin.
Sự kiện Blue Cut Fire năm 2016 là một trường hợp điển hình. Một sự cố đường dây ở Nam California đã khiến khoảng 1.200 MW công suất điện PV{4}}quy mô tiện ích bị ngắt-đường dây trong vòng một phần nghìn giây, do chương trình cơ sở của biến tần hiểu sự sai lệch điện áp/tần số dẫn đến sự mất-điều kiện-lưới điện và bị ngắt kết nối theo các giá trị mặc định-hoạt động khi đó của IEEE 1547.
Một năm sau, vụ cháy nổ Canyon 2 năm 2017 đã gây ra thiệt hại khoảng 900 MW[11]của PV vì lý do logic-chương trình cơ sở tương tự. Cả hai đều được ghi lại trong các báo cáo về sự xáo trộn của NERC, dẫn đến việc sửa đổi tiêu chuẩn đi qua PRC-024-3.
Tôi đã thực hiện một nghiên cứu PSCAD vào năm 2025 trên công suất khoảng 50 MW[12]bộ cấp năng lượng mặt trời gắn vào điện áp khoảng 34,5 kV[1]người sưu tầm. Một lỗi ba pha-được bắt vít tại POI đã tạo ra dòng điện 1,17 pu từ bộ biến tần so với 7,4 pu từ máy đồng bộ tương đương mà chúng tôi đã thay thế.
Cài đặt cũ 51 (pickup 2.0 pu, TD 0.3) chưa bao giờ phát ra tín hiệu ngắt trong mô phỏng. Chúng tôi phải chuyển đổi logic chuyển tiếp.
Điều gì thực sự hoạt động trên các nguồn cấp dữ liệu chiếm ưu thế IBR{0}}:
Điện áp-quá dòng hạn chế (khoảng 51V[2])- giảm mức thu khi điện áp giảm, bắt dòng điện 1,2× trông giống như tải ở điện áp danh định nhưng rõ ràng là lỗi ở mức 0,5 pu.
Vi sai dòng (87L)- so sánh dòng điện ở cả hai đầu đường truyền qua sợi quang; miễn nhiễm với cường độ lỗi, nhạy cảm với hướng.
Trình tự âm-có hướng (67Q)Bộ biến tần - vẫn tạo ra một số I₂ khi xảy ra lỗi mất cân bằng, đủ để đưa ra quyết định định hướng.
Sơ đồ dựa trên-vùng rộng/đồng bộ pha{1}}sử dụng PMU ở tốc độ 60 mẫu/giây để phát hiện-các kiểu ứng suất trên toàn hệ thống mà không một rơle đơn lẻ nào có thể nhìn thấy.
Mẹo cài đặt từ hiện trường: nếu bạn kế thừa kết nối gió hoặc mặt trời với 51 phần tử vẫn đang hoạt động, hãy kiểm tra đường cong đóng góp ngắn mạch-của nhà sản xuất biến tần chứ không phải bảng tên. Một số tua bin chuyển đổi-toàn bộ Loại 4 có giới hạn ở mức 1,05 pu.
Điểm bán tải 51 trên giá trị đó là khả năng bảo vệ tốt nhất về mặt thẩm mỹ.
Năm sai sót trong hoạt động Rơ-le thực sự và bài học cài đặt từ mỗi sai sót
Câu trả lời nhanh ở đây. Gần như mọi hoạt động sai lầm lớn của rơ-le đều bắt nguồn từ một trong năm kiểu và chúng là sự tiếp cận quá mức Vùng 3, lỗi logic ẩn dưới áp lực, sụt áp làm mù các phần tử khoảng cách, lỗi phân cực dây CT hoặc xâm lấn tải vào vòng tròn mho.
Mỗi cái thực sự có một bản sửa lỗi cài đặt cụ thể mà bạn có thể áp dụng.
Ngày 14 tháng 8, 2003 - Vùng 3 Tiếp cận quá mức đối với Sammis-Harding
Báo cáo cuối cùng của NERC đã xác định toàn bộ tầng trên Vùng 3 được đặt ở mức 3.800 MVA ở điện áp 0,88 pu, phù hợp với tải trọng mùa hè nặng nề của đường dây. Vậy điều gì sẽ xảy ra? Vùng 3 thực sự phải có một tấm chắn-lấn chiếm tải hoặc được thay thế bằng tính năng chặn ngoài{7}}ngoài{8}}bước.
Ngày 8 tháng 9 năm 2011 - Hassayampa–N.Gila 500 kV
Một kỹ thuật viên kéo máy biến dòng điện đi bảo trì. Rơle khoảng cách cuối-từ xa coi sự mất cân bằng dẫn đến là lỗi và nó bị ngắt trong vòng 2 chu kỳ.
2,7 triệu khách hàng bị mất điện ngày hôm đó. Bài học rút ra một cách khó khăn: quy trình bảo trì phải cách ly rơle bảo vệ trong logic hệ thống điện trước khi bất kỳ công việc CT nào xảy ra, chứ không phải sau khi thực tế đã xảy ra.
Tháng 7/tháng 8 1996 - Chia tay WSCC
Rơle khoảng cách bị vấp khi điện áp giảm trong điều kiện căng thẳng mà thực sự không phải là lỗi bên trong. Bảy bang cuối cùng bị đảo. Bài học: bật logic lấn chiếm tải-và xác minh rằng vòng tròn mho không giao nhau với điểm trở kháng tải điện áp-tối thiểu.
Đảo ngược cực tính CT trên vi sai máy biến áp
Trong lần khởi động đầu tiên mà tôi làm việc vào năm 2019, một máy biến áp 40 MVA bị ngắt ngay lập tức khi cấp điện. Các dây dẫn phụ CT phía thấp-đã được hoán đổi, do đó, đường truyền vào có giá trị xấp xỉ 100%[3]dòng điện vi sai.
Bài học ở đây: luôn chạy thử nghiệm chèn chính từ đầu đến cuối, không chỉ là kiểm tra cường độ thứ cấp. Các chấm phân cực trên bản vẽ nằm thường xuyên hơn bạn mong đợi.
Lấn chiếm phụ tải trên đường dây dài 230 kV
Vùng mho 2 được đặt ở mức xấp xỉ 125%[4]trở kháng đường dây bị bắt chuyển khẩn cấp nặng trong thời gian mất điện lân cận. Cách khắc phục? Áp dụng đặc tính tứ giác với bộ che tải 30 độ. Hoặc chuyển sang sơ đồ vi sai đường truyền-sử dụng 87L với kênh cáp quang.
Câu hỏi thường gặp về Rơle bảo vệ
Mục đích của rơle bảo vệ là gì?
Rơle bảo vệ phát hiện các tình trạng bất thường (lỗi, quá tải, thấp{0}}điện áp) trên mạch điện và gửi tín hiệu ngắt đến cầu dao trong vòng 1,4 chu kỳ (khoảng 16,67 ms[5]ở tần số khoảng 60 Hz[6]hệ thống). Công việc của nó là cô lập vùng nhỏ nhất có thể xung quanh sự cố để phần còn lại của lưới điện tiếp tục hoạt động.
Nếu không có nó, một sự cố đoản mạch có thể dẫn đến mất điện khu vực, chính xác những gì đã xảy ra trong sự kiện Đông Bắc năm 2003 sẽ được đề cập trong phần này.
Rơle bảo vệ dùng để làm gì trong hệ thống điện?
Rơle bảo vệ trong dịch vụ hệ thống điện thực hiện bốn công việc: bảo vệ thiết bị (máy biến áp, máy phát điện, dây cáp) khỏi các hư hỏng về nhiệt và cơ; bảo vệ con người khỏi các mối nguy hiểm-tia lửa và điện giật; duy trì sự ổn định của hệ thống bằng cách loại bỏ các lỗi trước khi máy phát điện mất đồng bộ (thời gian loại bỏ tới hạn thường là khoảng 100.150 ms[7]); và cho phép chọn lọc để chỉ phần bị lỗi bị loại bỏ. IEEE Std C37.113 ghi lại chi tiết các chức năng này (xem hướng dẫn bảo vệ đường dây IEEE C37.113).
Một ví dụ về rơle bảo vệ là gì?
Hai ví dụ được triển khai rộng rãi:Rơ-le bảo vệ ngăn lộ SEL-751từ Phòng thí nghiệm Kỹ thuật Schweitzer xử lý các chức năng ANSI 50/51 (quá dòng), 27/59 (điện áp thấp/quá{4}}) và 46 (chuỗi âm) trên các lộ phân phối lên đến 38 kV[8]. cácGE Multilin 750/760thêm các phần tử định hướng (67) và sự cố máy cắt (50BF).
Cả hai đều là rơle số chạy ở tốc độ 8,16 mẫu trên mỗi chu kỳ với thông báo IEC 61850 GOOSE.
Ba thành phần cơ bản của sơ đồ rơle bảo vệ là gì?
Cảm biến (máy biến áp dụng cụ, CT ở mức 5 A hoặc 1 A thứ cấp, VT ở khoảng 120 V[9]thứ cấp), logic quyết định (bản thân rơle, so sánh các giá trị đo được với cài đặt).
Và hành động (ngắt cầu dao thông qua cuộn dây ngắt điện khoảng 125 V DC). Phần 2 của bài viết này đi qua từng khối với các ví dụ về nối dây.
Những bài học chính và các bước tiếp theo để nghiên cứu Kỹ thuật bảo vệ
Mọi trường hợp lỗi trong hướng dẫn này đều dẫn đến cùng một nguyên nhân cốt lõi: các cài đặt trông có vẻ ổn trên giấy tờ nhưng lại bỏ qua điều kiện thực tế. Sammis-Ngôi sao đã bỏ lỡ rằng Vùng 3 thấy có tải trong quá trình sụt áp.
Odessa đã bỏ lỡ việc các bộ biến tần hoạt động ở dòng điện 1,2× chứ không phải 10×. Bài học dành cho bất kỳ ai học rơle bảo vệ trong công việc hệ thống điện là rất rõ ràng, toán phối hợp là phần dễ dàng.
BiếtKhi giả định của bạn bị phá vỡlà công việc.
Ba tài nguyên miễn phí sẽ đưa bạn đi xa hơn bất kỳ khóa học trả phí nào:
Dòng IEEE C37- C37.112 (nghịch đảo-đường cong thời gian), C37.113 (bảo vệ đường dây), C37.243 (vi sai dòng điện). Miễn phí qua IEEE Xplore thông qua hầu hết các thư viện đại học.
Hướng dẫn ứng dụng SEL- Schweitzer xuất bản miễn phí 400+ tài liệu kỹ thuật tại selinc.com. Bắt đầu với AG2013-21 về bảo vệ tài nguyên dựa trên biến tần.
Báo cáo hoạt động sai lầm của NERC- thư viện Phân tích sự kiện NERC xuất bản các báo cáo-nguyên nhân cốt lõi về mọi sự xáo trộn trên khoảng 500 MW[11]. Đọc 10 trong số này dạy nhiều hơn một cuốn sách giáo khoa.
Bước tiếp theo cụ thể trong tuần này: tải xuống bản dùng thử miễn phí 30 ngày của ETAP hoặc bản demo SKM Power*Tools. Xây dựng lại phối hợp bộ cấp nguồn 400 A từ Phần 4, tỷ lệ CT, bộ thu, TDS, cầu chì hạ lưu, sau đó đưa ra lỗi 3.800 A và xác nhận mức giữ CTI 0,3 giây của bạn.
Tôi đã thực hiện bài tập này trong công việc bảo vệ đầu tiên của mình và phát hiện ra một sai sót trong vòng chưa đầy một giờ mà một kỹ sư cấp cao đã bỏ sót trong sáu tháng. Phần mềm thực hiện các đường cong; bạn vẫn phải hỏi những câu hỏi đúng.
Đọc một báo cáo hoạt động sai mỗi tuần. Trong một năm, bạn sẽ nhận ra những khuôn mẫu mà hầu hết các kỹ sư 10 năm không bao giờ nói rõ.
Tài liệu tham khảo
[1]eaton.com/sg/en-us/products/electrical-mạch-bảo vệ/cơ bản-của-chuyên nghiệp…
[2]control.com/textbook/electric-đo lường năng lượng--và-điều khiển/giới thiệu-để-p…
[3]enerconpower.com/post/under Hiểu-bảo vệ-rơ-le-trong hệ thống-nguồn-
[4]en.wikipedia.org/wiki/Protective_relay
[5]360training.com/blog/other-các loại-của-rơ-le bảo vệ{6}}
[6]ieee.org
[7]eaton.com
[8]selinc.com
[9]lselectricamerica.com/blog/a-hoàn thành-hướng dẫn-về-rơle bảo vệ-rơ-le-và-của chúng-ro…
[10]
[11]r7.ieee.org/sas-pesias/wp-content/uploads/sites/47/2016/12/PowerSystemProtect…
[12]selinc.com/products/categories/protective-relays/